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BOTDR信号噪声抑制与频移提取技术研究与实现

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BOTDR信号噪声抑制与频移提取技术研究与实现

作者：蔡梓栋华中科技大学

学位级别：硕士

基于布里渊光时域反射仪(BOTDR)的分布式光纤传感系统,具有空间分辨率和测量精度高的优点,同时系统结构简单易实现。本文主要研究了BOTDR在实际应用中数据处理方面的问题,在不降低空间分辨率和信号处理速度的前提下提高系统的准确度。... 详细信息

基于布里渊光时域反射仪(BOTDR)的分布式光纤传感系统,具有空间分辨率和测量精度高的优点,同时系统结构简单易实现。本文主要研究了BOTDR在实际应用中数据处理方面的问题,在不降低空间分辨率和信号处理速度的前提下提高系统的准确度。本文具体研究内容如下:(1)研究了均值滤波,中值滤波,高斯滤波,小波变换去噪等传统算法在BOTDR信号处理中的效果,通过仿真和实验对比了不同卷积核大小对滤波性能的影响,从而确定了不影响空间分辨率的最佳卷积核;对于小波变换去噪,通过实验分析了分解层数对去噪效果的影响,由此得到了最佳小波参数。(2)研究了卷积神经网络在BOTDR的信号处理中的应用,通过实验验证了神经网络的去噪效果。最后综合对比了上述所有算法在计算效率和滤波效果方面的表现,结论是中值滤波在作用效果以及计算时间上具有明显优势,更适合BOTDR信号实时去噪。(3)本文研究了BOTDR中布里渊频移的提取方法,首先介绍了二次拟合和洛伦兹拟合,并针对实际BOTDR信号的特点,对洛伦兹拟合的初值参数进行了改进,并引入了加窗处理。仿真和实验结果表明改进后的洛伦兹拟合算法在运算时间和布里渊频移提取效果上均优于改进前的算法。最后比较了两种拟合算法的特点,结果表明在保证处理效率的前提下,采用洛伦兹拟合具有更高的测量精度。(4)根据以上研究结果,使用C++语言的Qt框架编写了基于windows操作系统的BOTDR系统数据处理上位机软件,并实现处理结果可视化显示。在数据未滤波的情况下,BFS提取使用二次拟合,改进后的算法BFS提取精度最大提升可达9MHz,在信噪比较大的位置平均精度提升2MHz,在信噪比较小的位置平均精度提升4MHz。并且数据处理时间理想,达到了预期目标。

关键词：布里渊光时域反射计去噪算法 BFS提取算法 C++编程

以新质生产力助推应急管理体系和能力现代化建设

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人民论坛 2024年第14期 73-75页

作者：蔡梓涵新加坡南洋理工大学南洋公共管理研究生院

新时代新征程,应急管理体系和能力现代化建设迎来了大有作为的重要时期,要坚持发展和安全并重原则,统筹好高质量发展和高水平安全,以新质生产力发展推动实现高水平安全。新质生产力在推动经济社会发展的同时,有助于应急管理实现技术装... 详细信息

新时代新征程,应急管理体系和能力现代化建设迎来了大有作为的重要时期,要坚持发展和安全并重原则,统筹好高质量发展和高水平安全,以新质生产力发展推动实现高水平安全。新质生产力在推动经济社会发展的同时,有助于应急管理实现技术装备层面的革新,能够推动应急管理理念更新,提升应急管理队伍能力水平,并促使相关法规制度不断完善,为推动应急管理体系和能力现代化建设提供新的动力和支撑。

关键词：新质生产力应急管理现代化建设高水平安全

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SEM视角下人民币汇率风险影响因素研究

亚太经济 2024年第1期 65-72,119页

作者：蔡梓涵叶琪新加坡南洋理工大学公共管理研究生院新加坡639798 福建师范大学经济学院福州350001

基于SEM视角,结合我国宏观经济特征与制度背景,运用Granger检验方法选取影响人民币汇率风险的备选指标,使用探索性因子对影响因素进行KMO和Bartlett检验,采用方差极大法对因子载荷矩阵实行正交旋转,构建汇率风险测度因子分析模型,并用SE... 详细信息

基于SEM视角,结合我国宏观经济特征与制度背景,运用Granger检验方法选取影响人民币汇率风险的备选指标,使用探索性因子对影响因素进行KMO和Bartlett检验,采用方差极大法对因子载荷矩阵实行正交旋转,构建汇率风险测度因子分析模型,并用SEM模型绘制出人民币汇率风险影响路径系数图,分析影响人民币汇率风险的主要因素,为人民币汇率风险测度提供科学依据。

关键词：汇率风险测度影响因素结构方程模型

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揭西擂茶茶为饭茶事年礼有人情

茶博览 2024年第1期 30-33页

作者：蔡梓漫广州茶文化促进会《茶文化》编辑部

“听说你们广东人都爱喝茶?”生长于岭南茶乡,开门七事茶为一,何地无之?晨起,到广府茶楼叹一盅两件,饭后,来潮汕人家喝杯工夫茶。若是在揭西河婆,“净茶”“菜茶”“饭茶”“米骨茶”……擂茶经常成为一日三餐的代替,既是生活,也是人情。

关键词：工夫茶擂茶茶事茶楼揭西喝茶人情

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基于半监督学习的未知异常检测方法

计算机研究与发展 2024年第7期61卷 1670-1680页

作者：程渝栋周昉华东师范大学数据科学与工程学院上海200062

异常检测旨在识别偏离预期行为模式的数据.虽然半监督异常检测方法可以充分利用有限的标签数据作为先验知识来提高检测准确性,但是收集到的标记异常(即已知异常)很难覆盖所有类型的异常并且在现实场景中往往存在着一些新型的异常(即未... 详细信息

异常检测旨在识别偏离预期行为模式的数据.虽然半监督异常检测方法可以充分利用有限的标签数据作为先验知识来提高检测准确性,但是收集到的标记异常(即已知异常)很难覆盖所有类型的异常并且在现实场景中往往存在着一些新型的异常(即未知异常),这些异常可能与已知异常表现出不同的特性,因此难以被现有的半监督异常检测方法识别.针对该问题,提出了一种基于半监督学习的未知异常检测(semi-supervised unknown anomaly detection,SSUAD)方法,旨在同时识别已知异常和未知异常.该方法利用闭集分类器对已知异常和正常分类,利用未知异常检测器检测未知异常.此外,还考虑了异常场景中异常和正常极端不平衡的情况,设计了有效的数据增强方法来扩充异常样本的数量.在UNSW-NB15和KDDCUP99数据集以及一个真实数据集SQB上进行了实验,实验结果表明,相较于现有的异常检测方法,SSUAD在异常检测性能指标AUC-ROC(area under receiver operating characteristic curve)和AUC-PR(area under precision-recall curve)上都有明显的提升.证明了SSUAD的有效性和合理性.

关键词：异常检测分布外检测半监督学习未知异常表格数据

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面向6G物联网设备协同的区块链动态分片

计算机工程 2024年第1期50卷 50-59页

作者：蔡梓越谭北海余荣黄旭民王思明广东工业大学自动化学院广东广州510006 广东工业大学集成电路学院广东广州510006

随着物联网规模化应用的不断落地,海量设备协同工作,产生了大量高价值数据。这些数据若得不到有效的安全保障,就容易遭受数据滥用、隐私泄露以及数据篡改等威胁。因此,去中心化、不可篡改、安全的区块链分片网络逐步取代传统的集中式网... 详细信息

随着物联网规模化应用的不断落地,海量设备协同工作,产生了大量高价值数据。这些数据若得不到有效的安全保障,就容易遭受数据滥用、隐私泄露以及数据篡改等威胁。因此,去中心化、不可篡改、安全的区块链分片网络逐步取代传统的集中式网络,被应用到该场景中。然而,区块链分片网络受限于复杂环境以及高比例跨片协同事务。针对上述问题,提出一种面向6G物联网设备协同的区块链动态分片优化方案。设计分片系统架构,建立整个系统的吞吐量模型、安全模型以及时延模型。在此基础上,提出两阶段分片优化策略。第一阶段采用信誉分级分片策略筛选节点,第二阶段采用基于深度强化学习算法的动态分片策略,降低跨片协同事务比例,决策分片数量。两阶段的设计目的是在保证安全的情况下最大程度地提升整个系统的吞吐量。实验结果表明,在面向物联网设备协同的区块链分片场景下,相较于传统的基于单一的信誉分级分片策略、均匀分片策略或者随机分片策略的方案,所提方案在保证安全性的情况下,平均每轮减少50%以上的跨片协同事务比例,有效地提升了系统的吞吐量。

关键词：物联网区块链分片委托拜占庭容错信誉值跨片协同深度强化学习

基于GRACE的新疆平原区地下水干旱时空变化及其对气象干旱的响应

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干旱区地理 2024年

作者：龚栋栋高凡吴彬刘坤新疆农业大学水利与土木工程学院新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室

地下水资源具有重要的资源保障和生态安全维系功能，随着全球气候变暖及人类活动强度增大，导致新疆平原区地下水资源量呈减少趋势，进一步加剧地下水干旱发生的风险。揭示新疆平原区地下水干旱时空变化特征及其对气象干旱的响应关系，... 详细信息

地下水资源具有重要的资源保障和生态安全维系功能，随着全球气候变暖及人类活动强度增大，导致新疆平原区地下水资源量呈减少趋势，进一步加剧地下水干旱发生的风险。揭示新疆平原区地下水干旱时空变化特征及其对气象干旱的响应关系，对区域经济可持续发展、生态系统安全有重要意义。基于GRACE重力卫星数据和全球陆地同化系统(GLDAS)数据估算2003-2022年新疆平原区地下水储量变化，在此基础上对地下水储量变化进行标准化处理，构建地下水干旱指数，分析新疆平原区地下水干旱时空变化特征，最后使用最大相关系法分析地下水干旱对气象干旱的响应关系。结果表明：(1)新疆平原区地下水储量变化呈下降趋势，其下降速率为0.60 cm·a-1，下降较为明显的区域主要集中在天山区域山前平原区，上升区域主要集中在昆仑山北麓山前平原区及阿尔泰山北麓西部山前平原区。(2)地下水干旱指数监测到新疆平原区于2014年4月—2015年4月、2022年5—12月分别发生了历时13个月、8个月的地下水干旱事件。整体来看，新疆平原区地下水干旱频率为0.21，地下水干旱平均强度为1.0～2.0，地下水平均干旱历时为4～28个月；其中，平均干旱历时为4～10个月、11～16个月、17～22个月、23～28个月的面积占比分别为80.68%、9.54%、4.15%、5.63%。(3)新疆平原区地下水干旱对气象干旱的平均响应时间为18个月；响应时间为1～3个月、4～6个月、7～9个月、10～12个月、13～24个月的面积占比分别为11.00%、2.13%、2.75%、2.00%、14.66%、67.46%。其中，近20 a来天山北麓山前平原区的响应时间呈增大趋势，响应时间由1～3个月增大为18～24个月，昆仑山北麓山前平原区部分区域的响应时间则先由9～12个月减缓至1～3个月，后延长至12～24个月。

关键词： GRACE 地下水储量变化地下水干旱气象干旱响应关系

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论梁武帝“佞佛亡国”历史形象在唐代的定型

山东社会科学 2024年第5期 171-181页

作者：李淋栋中国人民大学历史学院

梁武帝“佞佛亡国”的历史形象是在唐代佛教与政治的相互激荡中逐渐定型并固化的。荀济、卫元嵩、傅奕等虽早有“佛害政祚”之说,但始终只是边缘之声。贞观年间,唐太宗素有抑佛之意,且在君臣论治中长期思考梁武亡国的原因,其所颁《贬萧... 详细信息

梁武帝“佞佛亡国”的历史形象是在唐代佛教与政治的相互激荡中逐渐定型并固化的。荀济、卫元嵩、傅奕等虽早有“佛害政祚”之说,但始终只是边缘之声。贞观年间,唐太宗素有抑佛之意,且在君臣论治中长期思考梁武亡国的原因,其所颁《贬萧瑀手诏》直斥“梁武穷心于释氏”,“社稷俄顷而为墟”。太宗手诏将梁武帝“佞佛亡国”说上升到国家意识形态层面,在当时及后世均产生了重大影响。唐代中后期,佛教与政治的纠葛日趋复杂,朝臣们出于维护“贞观故事”政治路线、防止危害社会经济、捍卫儒家道统等考虑而发出的反佛言论,又强化了梁武帝“佞佛亡国”的历史形象,使之逐渐定格在历史记忆之中。

关键词：梁武帝 “佞佛亡国” 唐太宗历史形象

一种用于天基低轨卫星网络边缘计算的GA-DDPG卸载算法

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工程科学学报 2024年第2期46卷 343-353页

作者：史栋元王丽娜北京科技大学计算机与通信工程学院通信工程系北京100083

低轨卫星网络是第六代移动通信系统(6G)网络的重要组成部分,弥补了地面基站覆盖的盲区.由于星上计算能力和电池容量受限,导致任务出现时延长和能耗高的问题,因此在低轨卫星网络中引入边缘计算,边缘计算的一项关键技术就是计算卸载.针对... 详细信息

低轨卫星网络是第六代移动通信系统(6G)网络的重要组成部分,弥补了地面基站覆盖的盲区.由于星上计算能力和电池容量受限,导致任务出现时延长和能耗高的问题,因此在低轨卫星网络中引入边缘计算,边缘计算的一项关键技术就是计算卸载.针对计算卸载过程中星间环境动态变化和高维动作空间的问题,提出一种基于遗传算法(GA)和深度确定性策略梯度(DDPG)的天基低轨卫星网络边缘计算卸载算法——GA-DDPG算法.卫星边缘计算环境的不断变化会导致DDPG奖励稀疏和探索性不足,将GA引入到DDPG算法中,首先,利用GA的选择算子使DDPG算法能够适应不断变化的卫星环境;然后,针对动作空间维度变大导致DDPG算法收敛不稳定的问题,利用GA种群的多样化探索和种群的冗余提升DDPG算法收敛的稳定性.仿真结果表明,GA-DDPG卸载算法能够降低天基低轨卫星网络计算负载,且时延和能耗均低于DDPG卸载算法和GA卸载算法.与DDPG卸载算法相比,GA-DDPG卸载算法还能提升收敛速度和稳定性.

关键词：低轨卫星边缘计算任务卸载遗传算法深度强化学习星间链路